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PROJETO NÚMERICO E EXPERIMENTAL DE UMA ANTENA DE MICROFITA (MOUTH) BIOINSPIRADA PARA A FAIXA DAS MICRO-ONDAS COM APLICAÇÕES EM 5G

Nos últimos anos a demanda por dispositivos leves, compactos e portáteis tem aumentado o interesse dos pesquisadores. O maior desafio é buscar por dispositivos com características multi ressonantes, bem como reduzir as dimensões desses dispositivos sem perda de performance nas mais diversas aplicações, por exemplo, sistemas sem fio. Estrutura bioinspirada originadas de equações polares são uma alternativa interessante em projeto de antenas planares em virtude da sua flexibilidade de projeto e adequação de aplicações em várias faixas de frequência. Essas estruturas apresentam em sua fase inicial, boas características de radiação, diagrama de radiação direcional na direção broadside. Os projetos das antenas foram auxiliados através de simulações com o Ansys DesignerTM que implementa o método dos momentos. A partir destas simulações, um protótipo foi construído e devidamente analisado. Com o intuito de validar os resultados obtidos, foram feitas comparações entre os resultados medidos e simulados do dispositivo proposto, verificando assim, uma boa concordância entre seus resultados com potencial aplicação na faixa de frequência de 3,50 GHz. A antena proposta foi excitada pela técnica de linha de microfita fazendo uso de um transformador quarto de onda e teve seus parâmetros de espalhamento validados em um analisador de rede vetorial através de medições dos diversos parâmetros investigados, dentre os quais se destacam: a perda de retorno, diagrama de radiação, impedância de entrada, coeficiente de onda estacionária e sua largura de banda. O projeto foi pensado para a frequência de 3,50 GHz, onde temos várias aplicações sem fio que fazem uso dessa faixa de frequência.
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PROJETO NÚMERICO E EXPERIMENTAL DE UMA ANTENA DE MICROFITA (MOUTH) BIOINSPIRADA PARA A FAIXA DAS MICRO-ONDAS COM APLICAÇÕES EM 5G

  • DOI: https://doi.org/10.22533/at.ed.2412502044

  • Palavras-chave: Antenas de microfita, Comunicação sem fio, Antena bioinspirada.

  • Keywords: Microstrip Antenna, Wireless Communication, Bioinspired antenna.

  • Abstract: In recent years, the demand for lightweight, compact and portable devices have increased the interest of researchers. The biggest challenge is to search for devices with multi-resonant characteristics, as well as to reduce the dimensions of these devices without loss of performance in the most diverse applications, for example, wireless systems. Bioinspired structures originated from polar equations are an interesting alternative in the design of planar antennas due to their design flexibility and suitability for applications in various frequency bands. In their initial phase, these structures present good radiation characteristics, directional radiation pattern in the broadside direction. The antenna designs were aided by simulations with Ansys DesignerTM that implements the method of moments. From these simulations, a prototype was built and duly analyzed. In order to validate the results obtained, comparisons were made between the measured and simulated results of the proposed device, thus verifying a good agreement between their results with potential application in the frequency range of 3.50 GHz. The proposed antenna was excited by the microstrip line technique using a quarter-wave transformer and had its scattering parameters validated in a vector network analyzer through measurements of the various parameters investigated, among which the following stand out: return loss, radiation diagram, input impedance, Voltage Standing Wave Ratio and its bandwidth. The project was designed for the frequency of 3.50 GHz, where we have several wireless applications that make use of this frequency range.

  • Elder Eldervitch Carneiro de Oliveira
  • Daniel Felix da Silva
  • Pedro Carlos de Assis Júnior
  • Tales Augusto Carvalho de Barros
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